[发明专利]一种基于LTE-V的车路协同车载终端应用系统

权利要求书

1.一种基于LTE-V的车路协同车载终端应用系统，其特征在于，包括：

本车传感器，用于接收本车定位设备的定位数据、车辆控制总线中的车辆状态数据；

本车安全信息管理模块，用于收集定位数据、车辆状态数据，并将收集到的定位数据、车辆状态数据整合成本车的车辆安全信息，以及对本车的车辆安全信息进行状态检测；

无线收发模块，用于将本车的车辆安全信息上报车路协同服务器；

LTE-V收发模块，用于本系统直接与其它车辆建立LTE-V通讯，与路侧设备建立LTE-V通讯，接收其他车辆发送的车辆安全信息，路侧设备发送的交通参与者信息、地图信息、交通灯状态信息、交通标志与事件信息；

地图信息管理模块，用于对接收到的地图信息进行状态检测和更新；

交通灯信息管理模块，用于对接收到的交通灯状态信息进行状态检测和更新；

远车安全信息管理模块，用于对接收到的其他车辆发送的车辆安全信息进行状态检测和更新；

路侧安全信息管理模块，用于对接收到的交通参与者信息进行状态检测和更新；

标志与事件管理模块，用于对接收到的交通标志与事件信息进行状态检测和更新；

地图相关计算模块，用于根据接收到的地图信息判断本车与其它交通参与者的道路关系、道路距离与碰撞时间；

车载终端预警业务模块，用于检测本车的车辆安全信息、其他车辆发送的车辆安全信息，路侧设备发送的交通参与者信息与地图信息的有效性，若实时有效，结合本车的车辆安全信息、其他车辆发送的车辆安全信息，路侧设备发送的交通参与者信息与地图信息，通过计算的本车与当下所有交通参与者的道路关系、道路距离、碰撞时间，再根据不同的条件，判断是否有相应的预警触发，最终向驾驶员提示最危险的预警完成动态交通事件的预警分析；

同时用于检测本车的车辆安全信息、路侧设备发送的交通灯状态信息、交通标志与事件信息、地图信息的有效性，若实时有效，结合本车的车辆安全信息、路侧设备发送的交通灯状态信息、交通标志与事件信息、地图信息，通过计算的交通标志与事件事发地点与本车地点的道路关系与距离，完成静态交通事件的预警分析；

预警提示管理模块，用于根据车载终端预警业务模块预警应用的分析，触发相应预警，完成界面与语音提示；

所述地图相关计算模块根据接收到的地图信息判断本车与其它交通参与者的道路关系、道路距离与碰撞时间具体为：

首先，要根据地图信息、远车安全信息和本车安全信息，将本车与其它交通参与者在车道上定位；

车道定位：车道定位中，通过计算车辆坐标与地图信息中所有的车道轨迹点坐标距离，找出最近的轨迹点，最终判定所在车道；同时定位计算也会判断车辆在下个路口的转向行为；完成计算后，保存定位路段的轨迹点信息、车道轨迹点信息、上下游节点信息和车辆路口转向信息；

道路关系判断：在确定本车与交通参与者车道定位信息后，进行道路关系判断；道路关系包括路段关系、车道关系和前后关系；道路关系判断的结果将应用于道路距离计算与碰撞时间计算；以下的道路关系均用来定义本车与其它交通参与者两者之间的道路关系；

路段关系：两个不同的交通参与者的路段关系有相同路段关系、相连的上游路段关系、相连的下游路段关系、相邻的逆向路段关系和远方路段关系；若本车与其它交通参与者所处路段的上、下游节点信息相同，则为相同路段；若本车所处路段的下游节点与其它交通参与者所处路段的上游节点相同，且本车上游节点与下游节点不同，则本车与其它交通参与者属于相连的下游路段关系；若本车所处路段的上游节点与其它交通参与者所处路段的下游游节点相同，且本车下游节点与上游节点不同，则本车与其它交通参与者属于相连的上游路段关系；若本车的处路段的上游节点与其它交通参与者所处路段的下游游节点相同，且本车下游节点与其它交通参与者的上游节点相同，则路段关系为相邻的逆向路段；当以上关系都不满足时，定义两车的路段关系为远方路段；

车道关系：车道关系中有相同车道、相连的上游车道、相连的下游车道、相邻的逆向车道、左方相邻车道、右方相邻车道和远方车道关系；若本车与其它交通参与者为相同路段，且所处的车道ID相同，则车道关系为相同车道；若本车与其它交通参与者的路段关系为下游路段，且本车所在车道的所有下游车道包含了其它交通参与者所在的车道，则车道关系为相连的下游车道；若本车与其它交通参与者的路段关系为上游路段，且其它交通参与者所在车道的所有下游车道包含了本车所在的车道，则车道关系为相连的上游车道；若本车与其它交通参与者为相同路段，且本车所处车道ID与其它交通参与者的所处车道ID相差1，则车道关系为左方或右方相邻车道；

前后关系：前后关系中有前方、后方和未定义关系；路段关系为相同路段时，当本车所处路段轨迹点的序号小于其它交通参与者路段轨迹点的序号时，其它交通参与者处于本车前方，反之处于后方；路段关系为相接的下游路段时，其它交通参与者处于本车前方；路段关系为相接的上游路段时，其它交通参与者处于本车后方；路段关系为逆向相邻路段时，将本车的坐标映射到其它交通参与者所在的路段轨迹点中最近的点，若该映射点的路段轨迹点序号大于其它交通参与者的路段轨迹点序号，则其它交通参与者处于本车前方，反之则处于后方；

交叉路口关系：在交叉路口关系中，分为交汇关系与交错关系；路口中，当车辆来于不同路段，且最终交汇与同一个车道时，两车的路口关系为交汇关系；当车辆的行驶轨迹在路口交差，且最终行驶在不同路段上时，两车的路口关系为交错关系；根据本车在路口的转向信息，与其它车辆在路口不同方位的不同转向信息，再将路口关系进行细分，最终判断出远方车辆在路口的什么方位将会与本车交叉或交汇；

道路距离计算：完成车辆与其它交通参与者的道路关系判断后，进行两者之间的实际道路距离计算；距离计算通过路段轨迹坐标点距离累加获得——两车之间每两个路段轨迹点的距离累加并加上车辆与路段轨迹点的误差距离；根据本车与其它交通参与者的不同的道路关系与轨迹点序号，距离累加的范围有所不同；其中若本车与其它交通参与者的路段关系为相邻逆向路段，则将本车的坐标映射到其它交通参与者所在的路段轨迹点中最近的点，再计算该映射点到其它交通参与者路段末的距离，减去其它交通参与者到其路段末的距离，就为两车的实际道路距离；

道路碰撞时间计算：若本车或其他交通参与者距离其最近的车道过远，则判定交通参与者或本车并未处于车道上；对于车道之外的碰撞时间计算需要建立本车与交通参与者的轨迹预测方程，求解未来轨迹上是否有交叉点存在，若有则计算到达交叉点的时间差；若本车与交通参与者都处于车道上，则根据地图道路关系计算相对速度，通过相对速度与道路距离，计算出道路碰撞时间。